[python]常用配置读取方法

前言

常见的应用配置方式有环境变量和配置文件，对于微服务应用，还会从配置中心加载配置，比如nacos、etcd等，有的应用还会把部分配置写在数据库中。此处主要记录从环境变量、.env文件、.ini文件、.yaml文件、.toml文件、.json文件读取配置。

ini文件

ini文件格式一般如下：

[mysql]
type = "mysql"
host = "127.0.0.1"
port = 3306
username = "root"
password = "123456"
dbname = "test"

[redis]
host = "127.0.0.1"
port = 6379
password = "123456"
db = "5"

使用python标准库中的configparser可以读取ini文件。

import configparser
import os

def read_ini(filename: str = "conf/app.ini"):
    """
    Read configuration from ini file.
    :param filename: filename of the ini file
    """
    config = configparser.ConfigParser()
    if not os.path.exists(filename):
        raise FileNotFoundError(f"File {filename} not found")
    config.read(filename, encoding="utf-8")
    return config

config类型为configparser.ConfigParser，可以使用如下方式读取

config = read_ini("conf/app.ini")

for section in config.sections():
    for k,v in config.items(section):
        print(f"{section}.{k}: {v}")

读取输出示例

mysql.type: "mysql"
mysql.host: "127.0.0.1"
mysql.port: 3306
mysql.username: "root"
mysql.password: "123456"
mysql.dbname: "test"
redis.host: "127.0.0.1"
redis.port: 6379
redis.password: "123456"
redis.db: "5"

yaml文件

yaml文件内容示例如下：

database:
  mysql:
    host: "127.0.0.1"
    port: 3306
    user: "root"
    password: "123456"
    dbname: "test"
  redis:
    host: 
      - "192.168.0.10"
      - "192.168.0.11"
    port: 6379
    password: "123456"
    db: "5"

log:
  directory: "logs"
  level: "debug"
  maxsize: 100
  maxage: 30
  maxbackups: 30
  compress: true

读取yaml文件需要安装pyyaml

pip install pyyaml

读取yaml文件的示例代码

import yaml
import os

def read_yaml(filename: str = "conf/app.yaml"):
    if not os.path.exists(filename):
        raise FileNotFoundError(f"File {filename} not found")
    with open(filename, "r", encoding="utf-8") as f:
        config = yaml.safe_load(f.read())
        return config
    
if __name__ == "__main__":
    config = read_yaml("conf/app.yaml")
    print(type(config))
    print(config)

执行输出，可以看到config是个字典类型，通过key就可以访问到

{'database': {'mysql': {'host': '127.0.0.1', 'port': 3306, 'user': 'root', 'password': '123456', 'dbname': 'test'}, 'redis': {'host': ['192.168.0.10', '192.168.0.11'], 'port': 6379, 'password': '123456', 'db': '5'}}, 'log': {'directory': 'logs', 'level': 'debug', 'maxsize': 100, 'maxage': 30, 'maxbackups': 30, 'compress': True}}

toml文件

toml文件比较像yaml，但是不要求缩进格式。如果比较讨厌yaml的缩进问题，那么可以考虑下使用toml。一个简单的toml文件示例如下：

[database]
dbtype = "mysql"

[database.mysql]
host = "127.0.0.1"
port = 3306
user = "root"
password = "123456"
dbname = "test"

[database.redis]
host = ["192.168.0.10", "192.168.0.11"]
port = 6379
password = "123456"
db = "5"

[log]
directory = "logs"
level = "debug"

如果python版本高于3.11，其标准库tomllib就可以读取toml文件。读取toml文件的第三方库也有很多，个人一般使用toml

pip install toml

读取toml文件的示例代码

import tomllib # python version >= 3.11
import toml
import os

def read_toml_1(filename: str = "conf/app.toml"):
    """ 
    Read configuration from toml file using tomllib that is python standard package.
    Python version >= 3.11
    """
    if not os.path.exists(filename):
        raise FileNotFoundError(f"File {filename} not found")
    with open(filename, "rb") as f:
        config = tomllib.load(f)
        return config
    
def read_toml_2(filename: str = "conf/app.toml"):
    """
    Read configuration from toml file using toml package.
    """
    if not os.path.exists(filename):
        raise FileNotFoundError(f"File {filename} not found")
    
    with open(filename, "r" ,encoding="utf-8") as f:
        config = toml.load(f)
        return config
    
if __name__ == "__main__":
    config = read_toml_1("conf/app.yaml")
    # config = read_toml_2("conf/app.yaml")
    print(type(config))
    print(config)

执行输出，无论使用tomllib或toml，返回的都是dict类型，都可以直接使用key访问。

{'database': {'mysql': {'host': '127.0.0.1', 'port': 3306, 'user': 'root', 'password': '123456', 'dbname': 'test'}, 'redis': {'host': ['192.168.0.10', '192.168.0.11'], 'port': 6379, 'password': '123456', 'db': '5'}}, 'log': {'directory': 'logs', 'level': 'debug', 'maxsize': 100, 'maxage': 30, 'maxbackups': 30, 'compress': True}}

json文件

使用标准库json即可读取json文件，json配置文件示例：

{
    "database": {
        "mysql": {
            "host": "127.0.0.1",
            "port": 3306,
            "user": "root",
            "password": "123456",
            "dbname": "test"
        },
        "redis": {
            "host": [
                "192.168.0.10",
                "192.168.0.11"
            ],
            "port": 6379,
            "password": "123456",
            "db": "5" 
        }
    },
    "log": {
        "level": "debug",
        "dir": "logs"
    }
}

解析的示例代码如下

import json
import os

def read_json(filename: str = "conf/app.json") -> dict:
    """
    Read configuration from json file using json package.
    """
    if not os.path.exists(filename):
        raise FileNotFoundError(f"File {filename} not found")
    with open(filename, "r", encoding="utf-8") as f:
        config = json.load(f)
        return config
    
if __name__ == "__main__":
    config = read_json("conf/app.yaml")
    print(type(config))
    print(config)

执行输出

{'database': {'mysql': {'host': '127.0.0.1', 'port': 3306, 'user': 'root', 'password': '123456', 'dbname': 'test'}, 'redis': {'host': ['192.168.0.10', '192.168.0.11'], 'port': 6379, 'password': '123456', 'db': '5'}}, 'log': {'level': 'debug', 'dir': 'logs'}}

.env文件

从.env文件读取键值对配置，并将它们添加到环境变量中，添加后可以使用os.getenv()获取。

读取.env文件需要安装第三方库

pip install python-dotenv

.env文件示例

MYSQL_HOST="127.0.0.1"
MYSQL_PORT=3306
MYSQL_USERNAME="root"
MYSQL_PASSWORD="123456"
MYSQL_DATABASE="test"

示例代码

import os
import dotenv

def read_dotenv(filename: str = "conf/.env"):
    if not os.path.exists(filename):
        raise FileNotFoundError(f"File {filename} not found")
    load_dotenv(dotenv_path=filename, encoding="utf-8", override=True)
    config = dict(os.environ)
    return config

if __name__ == "__main__":
    config = read_json("conf/app.yaml")
    for k,v in config.items():
        if k.startswith("MYSQL_"):
            print(f"{k}: {v}")

读取环境变量

在标准库os中有以下常用的和环境变量相关的方法，具体可参考官方文档：https://docs.python.org/zh-cn/3/library/os.html

• os.environ，一个mapping对象，其中键值是代表进程环境的字符串。例如 environ["HOME"]

# example
import os
config = dict(os.environ)
for k,v in config.items():
    print(k,v)

• os.getenv(key, default=None)。如果环境变量 key 存在则将其值作为字符串返回，如果不存在则返回 default。
• os.putenv(key, value)。设置环境变量，官方文档推荐直接修改os.environ。例如：os.putenv("MYSQL_HOST", "127.0.0.1")
• os.unsetenv(key)。删除名为 key 的环境变量，官方文档推荐直接修改os.environ。例如：os.unsetenv("MYSQL_HOST")

综合示例

一般来说配置解析相关代码会放到单独的包中，配置文件也会放到单独的目录，这里给个简单的示例。

目录结构如下，conf目录存放配置文件，pkg/config.py用于解析配置，main.py为程序入口。

.
├── conf
│   ├── app.ini
│   ├── app.json
│   ├── app.toml
│   └── app.yaml
├── main.py
└── pkg
    ├── config.py
    └── __init__.py

pkg/__init__.py文件为空，pkg/config.py内容如下：

import configparser
import os
import yaml
import tomllib
import json
import abc
from dotenv import load_dotenv

class Configer(metaclass=abc.ABCMeta):
    def __init__(self, filename: str):
        self.filename = filename

    @abc.abstractmethod
    def load(self):
        raise NotImplementedError(f"subclass must implement this method")
    
    def file_exists(self):
        if not os.path.exists(self.filename):
            raise FileNotFoundError(f"File {self.filename} not found")

class IniParser(Configer):
    def __init__(self, filename: str):
        super().__init__(filename)

    def load(self):
        super().file_exists()
        config = configparser.ConfigParser()
        config.read(self.filename, encoding="utf-8")
        return config

class YamlParser(Configer):
    def __init__(self, filename: str):
        super().__init__(filename)

    def load(self):
        super().file_exists()
        with open(self.filename, "r", encoding="utf-8") as f:
            config = yaml.safe_load(f.read())
            return config

class TomlParser(Configer):
    def __init__(self, filename: str):
        super().__init__(filename)

    def load(self):
        super().file_exists()
        with open(self.filename, "rb") as f:
            config = tomllib.load(f)
            return config
        
class JsonParser(Configer):
    def __init__(self, cfgtype: str, filename: str = None):
        super().__init__(cfgtype, filename)

    def load(self):
        super().file_exists()
        with open(self.filename, "r", encoding="utf-8") as f:
            config = json.load(f)
            return config
        
class DotenvParser(Configer):
    def __init__(self, filename: str = None):
        super().__init__(filename)

    def load(self):
        super().file_exists()
        load_dotenv(self.filename, override=True)
        config = dict(os.environ)
        return config

main.py示例：

from pkg.config import TomlParser

config = TomlParser("conf/app.toml")
print(config.load())

执行输出

{'database': {'dbtype': 'mysql', 'mysql': {'host': '127.0.0.1', 'port': 3306, 'user': 'root', 'password': '123456', 'dbname': 'test'}, 'redis': {'host': ['192.168.0.10', '192.168.0.11'], 'port': 6379, 'password': '123456', 'db': '5'}}, 'log': {'directory': 'logs', 'level': 'debug'}}